Prečo si niektorí ľudia pri káve potrebujú vždy zapáliť cigaretu a iní sa zas pri strese prejedajú? Vedci odhalili „prepínač“, vďaka ktorému si ľahšie vytvárame nielen dobré návyky, ale aj tie zlé.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Ekaterina Chizhevskaya
Vedci z Medicínskeho centra Georgetownskej univerzity zistili, že zmena hladiny bielkoviny KCC2 dokáže výrazne ovplyvniť to, ako rýchlo si mozog vytvára spojenia medzi podnetmi a odmenou. Keď hladina KCC2 klesne, zvyšuje sa aktivita dopamínu, čo spôsobuje, že nové návyky – dobré aj zlé – vznikajú oveľa ľahšie.
KCC2 je bielkovina (transportér), ktorá reguluje rovnováhu chloridu v neurónoch. Tým udržiava správnu rovnováhu medzi vzrušením a tlmením mozgu.
- vysoká KCC2 → stabilná, kontrolovaná nervová aktivita
- nízka KCC2 → neuróny sú ľahšie „rozrušiteľné“, rýchlejšie sa učia asociácie (dobré i zlé)
Pokles KCC2 nevzniká cielene, je to väčšinou reakcia mozgu na stres alebo poškodenie. Drogy a návykové látky (opioidy, alkohol, kofeín, nikotín a iné stimulanty) narúšajú normálne učenie a môžu znižovať KCC2, práve preto sa návyky a závislosti tak ľahko „zafixujú“. K poklesu KCC2 môže dôjsť aj neurologickým poškodením alebo nepriamo vplyvom niektorých liekov, ako sú benzodiazepíny (napríklad diazepam).
Expresiu KCC2 a citlivosť na podnety môže meniť tiež dlhodobý stres. To vysvetľuje, prečo sa niektorí ľudia pod vplyvom stresu napríklad prejedajú alebo fajčia v snahe nájsť rýchlu úľavu či potešenie.
Hoci mechanizmus umožňujúci rýchlejšie učenie môže na prvý pohľad vyzerať lákavo, ide skôr o negatívny jav a vedci hľadajú spôsob, ako zabrániť patologickému poklesu KCC2 a ako obnoviť zdravé učenie bez vedľajších účinkov.
Ako bielkovina KCC2 formuje učenie a návyky
Výskum ukazuje, že schopnosť mozgu spájať určité signály s príjemnými alebo odmeňujúcimi skúsenosťami závisí od aktivity tejto jednej bielkoviny. Tento proces je kľúčový pre rozhodovanie o tom, kedy reagovať na prospešné podnety a kedy ignorovať signály, ktoré podporujú škodlivé správanie, napríklad závislosť od fajčenia.
„Schopnosť prepájať podnety s odmenou je základnou funkciou mozgu, ktorá je narušená pri stavoch ako závislosť, depresia či schizofrénia,“ vysvetľuje Alexey Ostroumov z Georgetownskej univerzity. „Drogy môžu meniť hladiny bielkoviny KCC2, ktorá je nevyhnutná pre normálne učenie, a tak vlastne „unesú“ prirodzené učebné procesy mozgu.“
Štúdia, financovaná americkým Národným inštitútom zdravia (NIH), bola publikovaná 9. decembra v časopise Nature Communications.
Hladina KCC2 ovplyvňuje dopamín a učenie na základe odmeny
Vedci zistili, že pokles hladiny bielkoviny KCC2 vedie k častejšiemu „vystreľovaniu“ dopamínových neurónov. Dopamín je neurotransmiter, ktorý zohráva kľúčovú úlohu pri motivácii, pohybe a pocite odmeny. Zvýšená dopamínová aktivita podporuje rýchle vytváranie nových návykov a asociácií.
Pokusy na potkanoch a Pavlovov efekt
Vedci analyzovali mozgové tkanivo hlodavcov a sledovali správanie potkanov v klasických Pavlovových experimentoch, aby tento mechanizmus preskúmali. Krátky zvuk signalizoval príchod cukrovej kocky ako odmeny.
Okrem sledovania toho, ako zmeny v KCC2 ovplyvňujú rýchlosť aktivácie neurónov, vedci zistili aj niečo nečakané. Zosúladené „výboje“ viacerých neurónov dokázali prudko zvýšiť uvoľňovanie dopamínu. Tieto krátke dopamínové špičky zohrávajú dôležitú úlohu v tom, ako mozog prisudzuje hodnotu skúsenostiam a učí sa z nich.
Prečo niektoré podnety vyvolávajú silné chute
„Naše zistenia pomáhajú vysvetliť, prečo sa silné a nechcené asociácie vytvárajú tak ľahko,“ hovorí Ostroumov. „Napríklad fajčiar, ktorý si pravidelne zapáli pri rannej káve, môže neskôr pociťovať silnú túžbu po cigarete už len pri samotnom pití kávy.“
Podľa vedcov by mohlo obmedzenie takýchto asociácií alebo obnovenie zdravých mechanizmov učenia viesť k lepším liečbam závislostí a príbuzných porúch.
Ako ovplyvňujú lieky koordináciu neurónov
Tím sa zaoberal aj tým, či môžu lieky pôsobiace priamo na receptory mozgových buniek – napríklad benzodiazepíny ako diazepam (Valium) – ovplyvniť učenie. Zistili, že tieto látky nepôsobia len na intenzitu aktivity neurónov, ale aj na ich vzájomnú synchronizáciu. Keď neuróny spolupracujú koordinovane, informácie sa v mozgu prenášajú efektívnejšie.
Širší význam objavu
Podľa Ostroumova majú tieto objavy význam ďaleko presahujúci výskum učenia. „Ukazujú nové spôsoby, ako mozog reguluje komunikáciu medzi neurónmi. Keď komunikácia zlyhá, vznikajú rôzne mozgové poruchy. Ak sa nám podarí týmto poruchám predchádzať alebo ich napraviť, môžeme prispieť k vývoju lepších terapií pre široké spektrum ochorení mozgu.“
Zdroj: Sci Tech Daily, Nature Communications
(LDS)
